Características de innovación

NanotecnologíaLa nanotecnología es la manipulación de la materia a escala nanométrica. La más temprana y difundida descripción de la nanotecnología se refiere a la meta tecnológica particular de manipular en forma precisa los átomos y moléculas para la fabricación de productos a macro escala, ahora también referida como nanotecnología molecular. Subsecuentemente una descripción más generalizada de la nanotecnología fue establecida por la iniciativa nanotecnológica nacional, la que define la nanotecnología como la manipulación de la materia con al menos una dimensión del tamaño de entre 1 a 100 nanómetros. Esta definición refleja el hecho de que los efectos mecánica cuántica son importantes a esta escala del dominio cuántico y, así, la definición cambió desde una meta tecnológica particular a una categoría de investigación incluyendo todos los tipos de investigación y tecnologías que tienen que ver con las propiedades especiales de la materia que ocurren bajo cierto umbral de tamaño.

Historia de la Nanotecnología El surgimiento de la nanotecnología como un campo en la década de 1980 ocurrió por la convergencia del trabajo teórico y público de drexler, quien desarrolló y popularizó un marco conceptual para la nanotecnología, y los avances experimentales de alta visibilidad que atrajeron atención adicional a amplia escala a los prospectos del control atómico de la materia. Hoy en día la medicina tiene más interés en la investigación en el mundo microscópico, ya que en él se encuentran posiblemente las alteraciones estructurales que provocan las enfermedades, y no hay que decir de las ramas de la medicina que han salido más beneficiadas como es la microbiología, inmunología, fisiología; han surgido también nuevas ciencias como la ingeniería genética, que ha generado polémicas sobre las repercusiones de procesos como la clonación o la eugenesia.El desarrollo de la nanociencia y la nanotecnología en américa latina es relativamente reciente, en comparación a lo que ha ocurrido a nivel global. Países como México, costa rica, argentina, Venezuela, Colombia, Brasil y chile contribuyen a nivel mundial con trabajos de investigación en distintas áreas de la nanociencia y la nanotecnología. Además, algunos de estos países cuentan también con programas educativos a nivel licenciatura, maestría, posgrado y especialización en el área.

Nanotecnología molecular: una visión de largo plazo La nanotecnología molecular, algunas veces llamada fabricación molecular, describe nanosistemas manufacturados (máquinas a nanoescala) operando a escala molecular. La nanotecnología molecular está asociada especialmente con el ensamblador molecular, una máquina que puede producir una estructura o dispositivo deseado átomo por átomo usando los principios de la mecanosíntesis. La fabricación en el contexto de los nanosistemas productivos no está relacionado a, y debería ser claramente distinguido de, las tecnologías convencionales usadas para la fabricación de nanomateriales tales como nanotubos y nanopartículas de carbono.Cuando el término "nanotecnología" fue acuñado en forma independiente y popularizado por eric drexler (quien en ese momento no sabía de un uso anterior realizado por norio taniguchi) para referirse a una tecnología futura de fabricación basado en sistemas de máquina moleculares. La premisa era que la analogías biológicas a escala molecular de los componentes de máquinas tradicionales demostraban que las máquinas moleculares eran posibles: existen incontables ejemplos en la biología, se sabe que sofisticadas máquinas biológicas optimizadas estocásticamente pueden ser producidas.

Nanotecnología del ADN

Las aplicaciones de la nanotecnología en la biología celular tiene como foco desafiante, la molécula de ácido desoxirribonucleico (ADN). Se han desarrollado elementos estructurales con una cierta lógica molecular para llevar a cabo acciones terapéuticas en un determinado tipo celular o tejido, llevando a una mayor especificidad y disminuyendo los efectos indeseables de las terapia convencionales. Además las nanoestructuras de ADN pueden ser utilizadas como una unión programable para la unión de fármacos, ligandos diana y otras modificaciones o sistemas como bicapas lipídicas. Por otro lado, se han desarrollado sondas de imagen con buena sensibilidad y especificidad, que se consideran mecanismos de amplificación basados en ADN y que pueden ser programados para interactuar específicamente con las secuencias de ácido ribonucleico (ARN) a nivel intraceular.

Otra aplicación es la generación de estructuras de ADN que entregan un control preciso a la organización espacial intraceular, proporcionando una base para desarrollar sistemas de cuantificación a nivel subcelular.Otros hallazgos han llevado a la creación de complejos de vacunas sintéticas por ensamblaje de nanoestructuras de adn tetraedricas (tdns) que fueron modificadas con estreptavidina y odns cpg. En ese caso la estreptavidina sirve como un antígeno modelo que lleva a que el constructo genere anticuerpos igg anti-estreptavidina.

Biotecnología La biotecnología tiene sus fundamentos en la tecnología que estudia y aprovecha los mecanismos e interacciones biológicas de los seres vivos, en especial los unicelulares, mediante un amplio campo multidisciplinario. La biología y la microbiología son las ciencias básicas de la biotecnología, ya que aportan las herramientas fundamentales para la comprensión de la mecánica microbiana en primera instancia. La biotecnología se usa ampliamente en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente, generación de energía (biocombustibles) y medicina.La biotecnología se desarrolló desde un enfoque multidisciplinario involucrando varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ecología, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras.

La organización para la cooperación y desarrollo económico (OCDE) define la biotecnología como la "aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios".El protocolo de cartagena sobre seguridad de la biotecnología del convenio sobre la diversidad biológica define la biotecnología moderna como la aplicación de:Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos.

La fusión de células más allá de la familia taxonómica, que supere las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no sean técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicionales.

Aplicaciones de la Biotecnología

La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales, como la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados.Por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso específico de plantas en la biotecnología se le llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética para modificar ciertos organismos.

Biorremediación y biodegradación

La biorremediación es el proceso por el cual se utilizan microorganismos para la limpieza de un sitio contaminado. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos. En el ámbito de la microbiología ambiental, los estudios basados en el genoma abren nuevos campos de investigación in silico ampliando el panorama de las redes metabólicas y su regulación, así como pistas sobre las vías moleculares de los procesos de degradación y las estrategias de adaptación a las cambiantes condiciones ambientales. Los enfoques de genómica funcional y metagenómica aumentan la comprensión de las distintas vías de regulación y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y para compuestos particulares, que sin duda aceleraran el desarrollo de tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación

Bioingeniería La ingeniería biológica o bioingeniería es una rama de ingeniería que se centra en la biotecnología y en las ciencias biológicas. Incluye diferentes disciplinas, como la ingeniería bioquímica, la ingeniería biomédica, la ingeniería de procesos biológicos, la ingeniería de biosistemas, la ingeniería bioinformática, etc. Se trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias biológicas y los principios tradicionales de la ingenierías clásicas como la química o la informática.INGENIERÍA BIOINFORMÁTICA.Este es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando técnicas computacionales propias de la ingeniería informática. Esa interdisciplinareidad hace que sea posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. Este campo también puede ser denominado biología computacional, y puede definirse como, "la conceptualización de la biología en término de moléculas y, a continuación, la aplicación de técnicas informáticas para comprender y organizar la información asociada a estas moléculas, a gran escala."

Ventajas y Riesgos de la Biotecnología

Rendimiento superior. Mediante los OGM el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales.

Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alergenos y toxinas naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos.

Mejora en el desarrollo de nuevos materiales

Gran uso de cultivos modificados genéticamente con genes que producen toxinas insecticidas

También se puede perder biodiversidad, como consecuencia del desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos modificados genéticamente

Desarrollo de maleza más agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abióticos, trastornando el equilibrio del ecosistema